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HT–L煤气化工艺系统流程

时间:2015-10-08 09:47:38  来源:网络  作者:dd

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HT-L气流床煤气化技术的先进性、成熟程度、可靠性、经济性和实用性更适合国情,本项目选择先进的HT-L加压气流床煤气化技术。
4.1.1.2工艺流程说明
煤气化系统由磨煤与干燥系统、加压输送系统、气化及净化、渣及灰水处理系统组成。0 X2 e5 ?4 U" k, v( u# J2 A* Y
4.1.1.2.1 磨煤与干燥系统工艺流程说明
磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同,两套系统一开一备,单套能力35吨/小时,目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。没有单独的石灰石加入系统,只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上,一同进入磨煤机研磨。0 f, {- j; O' b# X" l0 _6 E
4.1.1.2.2 加压输送系统
     加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同,目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。不同是粉煤给料仓下面是三条腿,三条线输送,到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。9 q* l6 g" E: e0 O# J4 [3 Z
4.1.1.2.3 气化及净化
    烧嘴设计同GSP,采用单烧嘴顶烧式气化,气化炉采用TEXACO激冷工艺,气化炉升压到1MPa时,煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉,稳压1小时挂渣,炉膛内设置有8个温度检测点,可以作为气化温度的参考点,也可以判断挂渣的状态。设计气化温度1400-1600℃,气化压力4.0MPa。热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷,也由此分离,激冷过程中,激冷水蒸发,煤气被水蒸汽饱和,出气化炉为199℃ ,经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后,194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。5 ]) [7 D& c& E2 i
4.1.1.2.4 渣及灰水处理系统/ x% s9 A6 c6 u+ i5 G" ~. n
   渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。渣经破渣机,高压变低压锁斗,排到捞渣机,进行渣水分离,水回收处理利用;灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池,清水作为激冷水回收利用 ,浆水经真空抽滤后制成滤饼。$ h1 m0 d3 |( I; Z: r. t8 F, m
4.1.1.3 工艺流程简述+ B! Y5 q& d  ?  N, M- O7 D! Y
4.1.1.3.1 磨煤及干燥. H; |2 Q5 ^. i& b$ S2 K. x. r
合格粒度的原料煤用胶带输送机由原料煤堆场送入原料煤储仓。原料煤经过计量给料机加入磨煤机中,进行磨煤加工生产煤粉。磨煤机采用的是中速磨,在磨煤的同时向磨煤机内吹入由惰性气体加热器(热风炉)加热的气体,对煤进行干燥。惰性气体加热器的燃料主要是由液氮洗排出的弛放气,不足部分由粗合成气补充。磨煤机磨出煤粉由热风携带经磨煤机的旋转分离器,将合格的煤粉送出,再通过布袋除尘器将煤粉与气体分离,煤粉经旋转下料阀、螺旋输送机输送到煤粉储斗。分离后的惰性气体再由循环风机吹入惰性气体加热器循环使用。原料煤储斗设有除尘用的风机和布袋除尘器,用于防止煤粉尘飞扬。惰性气体加热器配有助燃风机。4 W# r) o5 k. G! Q- `
4.1.1.3.2 煤加压及给料
来自磨煤及干燥单元的粉煤进入粉煤储仓,同时由粉煤过滤器过滤下的煤粉也进入粉煤储仓。粉煤经煤粉发送罐送入煤粉锁斗,一旦此过程完成,后者即与所有低压设备隔绝。煤粉锁斗与煤粉给料仓之间的平衡阀门打开后,高压氮气进入煤粉锁斗加压直至压力与煤粉给料仓相同。
粉煤进入煤粉给料仓后,煤粉锁斗开始卸压并重新进料,周而复始。& J1 `, g# R& Z4 [$ o! ~
4.1.1.3.3 煤粉气化
来自煤粉给料仓的粉煤用中压氮气通过加料器送入气化炉粉煤烧嘴。中压过热蒸汽进入氧气/蒸汽混合器与来自空分的纯氧混合后也进入粉煤烧嘴。氧/蒸汽比保持恒定,而氧/煤比则根据合成气产量及其组份(CO2和CH4)含量进行调节。! S. y, T( h; g! @; c
粉煤、氧气和蒸汽混合物由粉煤烧嘴喷入气化炉内进行燃烧反应。反应后的高温合成气(~1350℃)在气化炉激冷室被激冷至约216℃后进入下工序。
高温气化使煤中所含灰份成熔融状并流到气化炉下部激冷室中,由于激冷迅速分解成灰渣小颗粒,然后灰渣颗粒随水进入渣收集罐中。灰水由循环泵输送,经水力旋流器和冷却器循环回到激冷室,并将熔渣的热量带走。渣由收集罐进入排渣罐,在此过程中,水通过灰水泵循环回到收集罐中,同时部分高压新鲜水将补充到系统。
当所有的渣进入排渣罐后,排渣罐即与收集罐隔绝并开始卸压,然后将渣全部倒入渣池,由洗涤水储罐出来的低压灰水对排渣罐进行冲洗,当冲洗和重新注水完成后,用中压氮气进行加压,然后与收集罐重新连通。) {3 b# [( O" {
渣池中的渣由链式捞渣机捞出并经渣输送带送往渣场。渣池中含细微颗粒的灰水通过渣水排放泵输送至渣水处理的真空闪蒸罐中。
4.1.1.3.4 渣水处理
合成气通过两级文丘里洗涤器洗除去灰分,经带有高效除雾器的分离器除水后,送变换装置。
文丘里洗涤器出来的黑水经过高压闪蒸和真空闪蒸,分离出其中溶解的合成气,最后进到澄清槽澄清。高压闪蒸罐顶出来的闪蒸气经过灰水加热器、脱盐水加热器塔顶冷凝器分离出酸性气送火炬燃烧放空。) I0 K1 }, E* d5 b) ^# u/ P1 `" J. V4fe气化网

澄清槽上部清水为灰水,灰水溢流到灰水槽。澄清槽底部渣水通过底流泵送到压滤机分离出细渣和滤液,滤液自流到滤液受槽,滤液再从滤液受槽和灰水槽来的灰水一起经过废水冷却器冷却之后送污水处理场。 4fe气化网

航天长征化学工程股份有限公司(简称“ 航天工程公司”)前身为北京航天万源煤化工工程技术有限公司,主营业务是以航天粉煤加压气化技术为核心,专业从事煤气化技术及关键设备的研发、工程设计、技术服务、设备成套供应及工程总承包。
航天工程公司目前拥有自主知识产权的航天(HT-L)粉煤加压气化技术,该技术可广泛应用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制氢、IGCC发电等领域。
HT-L粉煤气化技术工艺原理为原料煤经过磨煤、干燥后,用N2进行加压输送,将粉煤输送到气化炉烧嘴。干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同进入气化炉气化室,瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程。生成的1400℃~1600℃的合成气经过冷却后,出气化炉的温度为210℃~220℃,再经过文丘里洗涤器增湿、洗涤,和洗涤塔进一步降温、洗涤,产出温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气。
HT-L粉煤气化炉为航天粉煤加压气化装置核心、关键专利设备。粉煤、氧气、蒸汽按一定比例通过燃烧器进入气化炉,在气化室中进行燃烧气化反应,生成的含有高温熔渣的粗合成气,一部分高温熔渣挂在复合水冷壁上,形成稳定的抵抗高温的渣层,其余熔渣和粗合成气进入激冷室。粗合成气在激冷室中被激冷水激冷降温,并蒸发水蒸气到饱和,同时熔渣迅速固化,通过分离装置实现合成气、液态水、固渣的分离。合成气通过管口输出进入后续工段,主要成分为一氧化碳和氢气。固渣通过排渣口进入破渣机中,并断续排出。含有细灰的黑水通过管口进入渣水处理系统。
航天气粉煤气化的主要技术指标如下:
 
l 气化温度:1300-1700度(与煤种有关);
 
l (CO+H2)含量:~90%(与煤种有关);
 
l 氧耗:290-320Nm3氧/1000Nm3(CO+H2)(与煤种有关)
 
l 煤耗:550-650kg入炉煤/1000Nm3(CO+H2)(与煤种有关)
 
l 冷煤气效率:80-82%(与煤种有关)
 
目前航天长征公司根据不同用户的需要,主要提供三种不同的炉型,三种炉型基本结构相同,主要区别在日投煤量的差异。
 
1、2800型
 
l 气化炉直径:2.8-3.2米;
 
l 气化炉高度:14.5米;
 
l 气化压力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~750吨(与煤种有关);
 
l (CO+H2)有效气产量:40000-51000Nm3/h(根据要求确定)。
 
2、3200型
 
l 气化炉直径:3.2-3.8米;
 
l 气化炉高度:19.5米;
 
l 气化压力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~1500吨(与煤种有关);
 
l (CO+H2)有效气产量:80000~11000Nm3/h(根据要求确定)。
 
3、4000型
 
l 气化炉直径:4000米;
 
l 气化炉高度:24.5米;
 
l 气化压力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~2500吨(与煤种有关);
 
l (CO+H2)有效气产量:140000-180000Nm3/h(根据要求确定)。
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